青藏高原干暖河谷（怒江、澜沧江、金沙江和雅砻江）是我国典型的生态脆弱和植被恢复困难地带，也是我国生态环境保护建设的重点区域。冬麻豆属（Salweenia Baker f.）植物作为青藏高原干暖河谷这一特殊生境中为数不多的超旱生常绿阔叶灌木，更是残存在这些局部“避难所”的古老孑遗植物，它们在当地生态系统的水土保持和维持生物多样性等方面发挥着不可替代的作用。然而，这一珍贵的生态贡献者在气候变化与人类活动的双重压力下，分布区日趋狭窄，种群持续萎缩。栖息地破碎化更使其陷入遗传多样性丧失与近交衰退的恶性循环，濒临“灭绝漩涡”的边缘。

为保护和利用这一特殊生境下的重要林木资源，研究人员利用第三代PacBio测序和Hi-C技术对极危物种雅砻江冬麻豆（Salweenia bouffordiana）基因组进行测序和组装，并获得了一个788 Mb的高质量基因组，其contig N50达到39.16 Mb。同时，对分布在怒江（NJ）、澜沧江（LCJ）流域的冬麻豆（Salweenia wardii）和仅分布在雅砻江（YLJ）流域的雅砻江冬麻豆共计20个群体的189个个体开展全基因组重测序。分析结果显示，它们呈现出明显的群体遗传结构，且两个物种由于较强的地理隔离（横断山脉）发生了明显的分化（F_ST = 0.5225）。通过重建种群历史动态，发现二者在渐新世至第四纪期间均经历了严重的种群收缩，但雅砻江冬麻豆的种群在末次盛冰期前发生了短暂的恢复之后再次下降，至今未能恢复。

图1 物种的群体遗传结构及分化

进一步研究发现，两个物种的遗传变异组成存在显著差异。具体表现为雅砻江冬麻豆的纯合子变异比例较高，而冬麻豆则表现出更高的杂合度。不仅如此，与冬麻豆相比，雅砻江冬麻豆虽呈现出更低的遗传多样性和更高的近交程度，但其有害突变（harmful mutation）及缺失功能突变（LoF）的比例却显著偏低。这表明更小种群的雅砻江冬麻豆在长期近交过程中可能经历了有效的纯化选择，即淘汰有害突变。这种遗传清除机制或许帮助其减少了遗传负荷，提高了小规模种群的生存能力。

图2 物种群体历史动态及有害突变检验

此外，研究人员通过不同的方法（LFMM和RDA）鉴定出了1776个适应性变异位点，并结合Mantel和partial Mantel tests评估适应性变异与中性变异在距离隔离（IBD）和环境隔离（IBE）中的模式。结果显示适应性变异与中性变异均在地理群体中呈现显著的IBD模式，其中适应性变异模式略强。在控制地理效应后，中性变异呈现弱环境隔离模式，而适应性变异虽存在微弱相关性但未达显著水平，表明适应性遗传变异主要受环境影响。而基因组扫描分析显示，DAK、TKFC和HXK基因可能与其叶片和花的发育以及核苷酸生物合成等相关，而ETR、ERS、E3.2.1.67和SGR基因则与防御反应等相关。

图3 物种群体局部适应相关的选择信号识别

为指导制定和优化相应保护策略，研究人员还预测了冬麻豆姊妹群在过去和未来气候情景下潜在适生区的变化规律。结果显示，在末次间冰期（LIG）和末次盛冰期（LGM）模型中，三条流域群体的分布存在重叠，尤其以YLJ、LCJ及三条流域整体最为显著。表明第四纪冰期之后可能存在多个适宜避难所，当前种群分布格局则很可能源于冰后期的重新定居过程。同时，基于已建立的当代基因型-气候关系和已确定的气候关联遗传位点，使用两种排放情形（SSP126和SSP585）对冬麻豆姊妹群群体应对未来气候变化的脆弱性进行预测。结果显示，冬麻豆的南部种群应对未来环境的脆弱性要明显大于雅砻江冬麻豆的种群。因此，未来在加强保护极度濒危的雅砻江冬麻豆同时，也要对冬麻豆脆弱性高的群体（南部）进行重点保护。

图4 物种群体在不同时期（Current,LIG,LGM,SSP126-2090和SSP585-2090）的适生区模拟

图5 物种群体应对未来环境的适应性预测

上述研究于2025年11月26日以“Genomic analysis of xerophyte Salweenia species provides insights into the alpine dry-warm valleys divergence and survival history”为题，发表于一区top期刊The Plant Journal上。成都生物研究所特别研究助理廖敏为第一作者，徐波研究员和南京林业大学王则夫教授为通讯作者，博士研究生张君议、硕士研究生周钰姗和南京林业大学李蒙副教授参与了这项工作。该研究得到了国家重点研发（2024YFF1307400）、四川省科技厅（2024NSFSC1325）等项目的联合资助。

原文链接：https://doi.org/10.1111/tpj.70597